浅议《绿色植物的呼吸作用》一节教学的实验改进

摘 要：绿色植物的呼吸作用安排在绿色植物光合作用之后，是植物的三大生理活动之一，它与光合作用既相互独立，又相互依存，对植物呼吸作用知识的构建主要通过对呼吸作用实验现象的分析获得。探究植物呼吸能产生二氧化碳——实验装置改进，根据所教班级的学情，鼓励学生敢于质疑重视实验创新教学，不断发展学生科学思维。

关键词：实验改进;课堂教学;科学思维

众所周知中学生物学是一门以实验为基础的学科，生物教学离不开实验，在学习人教版七年级上册《绿色植物的呼吸作用》第三单元第五章第二节时，学生对呼吸作用现象已有不少的感性认识，在教学过程中教师应充分利用学生的生活经验、生活实际，引导学生理解呼吸作用的概念和意义。本节教材采用了3个演示实验且都用种子作为实验材料。有些爱思考的学生向我发出疑问：植物的其他器官能不能进行呼吸作用呢？这就已经是学生敢于质疑和积极思考的体现。有学生学习时产生以下疑问：采用注水排气法验证呼吸作用产生二氧化碳的实验为何教材没有设置对照实验？如何使学生正确了解呼吸作用的目的是完成植物体内有机物的分解利用，需借助具体明了的实验，使他们从形象思维向抽象逻辑思维转化，在教学中重视学生实验创新，不断发展学生科学思维。为此，我采用了以下做法。

一、 将演示实验改成学生分组探究实验

明确要求学生：（1）准备2个一样的矿泉水瓶子要求必须要清洁、干燥。

（2）两个瓶子中种子数量要等量，一般来说不要超过瓶子的1/3。

（3）最好用今年收获的新花生种子，瓶口一定要密封。

实验设计示例1：探究植物呼吸能产生二氧化碳——实验装置改进

教材中第二个实验是演示种子呼吸时吸收氧。

首先是实验的材料改进：将萌发的种子改成用常见的容易简单获得的几片吊兰叶，胡萝卜块（根），芹菜的茎。具体要求告诉给每位学生，并引导各小组合作讨论，制订探究实验方案，创新自制一组对照实验装置，学生以小组形式讨论，写出本组的实验步骤每个小组只设计一个探究实验，在规定时间内完成的，可额外设计完成其他的实验，小组讨论设计实验方案。每组1号瓶放置在室温阳光下5个小时，2号瓶放置在黑暗处5个小时后，分别取出做对比，通过亲身实验论证植物体不同器官（根、茎、叶、花、果实）都能进行呼吸作用。

上课时，小组讨论并当场演示给大家看，然后让学生将自己预先准备的2个瓶子拿出来亲自动手实验（没有铜勺，也可用细木条点燃伸入瓶中）。实验结果，学生普遍在感性认识的基础上认识到了原来萌发的种子呼吸作用旺盛，所以火焰因缺氧立刻熄灭，未萌发的种子呼吸作用非常微弱，所以火焰与在空气中无明显变化。

如何使学生认识到植物进行呼吸作用时，吸入的就是氧气而呼出来的是CO2呢？为此在教材第二个演示实验基础上，我作了点改进：

1. 先请一位同学上讲台来，分别向我预先准备好的甲乙2个试管中吹气（如图1）结果甲试管中的清石灰水变浑浊而乙试管中的清水不变，从而使学生明确我们呼出的是CO2气体，而CO2气体只有遇到澄清的石灰水才变浑浊。在此基础上，我再演示图2实验，得出CO2气体是由萌发种子释放出来的结论。

小组同学合作，根据教师提供的材料、用具，依照课本上的操作完成该实验，体验动手、动脑的快乐。以小组为单位，对学生进行评价，培养合作能力。同时总结出：种子呼吸能产生二氧化碳。

二、 实行边观察边讲解的教学方法

本节教材充分体现了启发式教学的指导思想，教学中要把握住这一特点关键是体现出教师的主导作用和学生的主体作用，关于演示种子呼吸时放热实验（最好用装有红色液体的温度计），讨论温度计示数。引导学生思考产生此现象的原因，总结出种子呼吸释放出热量。教师同时指出，热量是能量的一种。除此以外，种子呼吸还能产生水。

为了让学生观察更清楚明白呼吸作用是活的植物体时刻都在进行的过程，还可增加以下实验，具体做法如下：

在上课前一天，用黑色不透气的塑料袋将一盆植物的部分枝叶罩住并扎紧，袋角上可插入一个接有皮管（用夹子控制）的玻璃导管，打开夹子，使袋内充满空气，然后夹紧，演示时，将导管插入有澄清石灰水的试管中，打开夹子，用手挤压料袋，澄清石灰水则变混浊。实验现象非常明显，实验结果让同学们一目了然令人信服。

在本节教学中，我还采用多提问、多启发和利用形象的比喻进行讲解的手段。在导入新课以后，根据实验现象，遵循“教师为主导，学生为主体”的原则，认真进行提问、启发和讲解。在讲、看、思的基础上引导学生回忆并列出光合作用反应式。我再及时归纳出种子呼吸时吸入氧，将有机物转化成了CO2和H2O，同时将贮存在体内的大部分能量释放出来用于细胞分裂、根的吸收作用以及输送有机物等生命活动中，极小一部分则以热量形式散发出去。学生分析呼吸作用中物质、能量变化的关键信息，逐步构建“呼吸作用”这一核心概念并能尝试写出文字表达式。

三、 联系实际、迁移深化

通过本堂课对呼吸作用实验的改进，引导学生研究呼吸作用，就是为了利用它、调控它。通过联系实际，使学生经历一个再认识的深化过程，由知识过渡到能力。

1. 回顾上课前的提问：有人在居室中放置过多的花卉，好不好？

2. 身边的科学：播放农民松土、排涝、晾晒粮食、低温贮存水果和蔬菜的录像。请同学说出这样做的依据是什么？

3. 以小组为单位讨论，代表上台分享

请同学将课前调查的呼吸作用原理在当地农业生产中应用的例子，介绍给大家。培养学生查阅资料、搜集资料、处理信息的能力和合作交流的能力。

四、 重视实验创新教学，不断发展学生科学思维

科学思维是生物学核心素养的重要内容之一，生物学的学习有助于培养学生的科学思维，如能够基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。在本节课中，首先在讲述完呼吸作用与光合作用的关系时，利用PPT多媒体让每一个学生在纸上填写，及时纠正某些同学误认为呼吸作用仅在晚上进行而白天不进行的错误，还有一部分同学对光合作用与呼吸作用二者具体进行位置不清，即对光合作用与呼吸作用的场所记忆混淆，相当一部分学生总认为光合作用进行的场所是叶绿体，呼吸作用也一样。对此教师应及时进行更正，用出示PPT图片比较的方法增强学生的感性认识。每个学生都有自己独特的精神世界和内在感受，有着不同于他人的观察、思考方式。再通过学生动手实验基础上组织不同层次的学生回答，互相交流、补充，使每一个学生都能体验到成功的喜悦，从而对本节的知识体系进行概括。

科学教育的核心在于学生科学思维能力的培养，实验教学是初中生物学科教学的组成部分，是培养学生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。

参考文献：

[1]中华人民共和教育部普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：5.

[2]吴成军.初中生物学科学方法体系的建构及其教學建议[J].中学生物教学，2014（10）：4-7.

[3]吴呈香.在初中生物学教学中发展学生科学思维的探索[J].中学生物学，2019（7）：72-74.

作者简介：帅文红，新疆库尔勒市，库尔勒市第四中学。